[发明专利]一种基于车辆侧倾角侧翻判别方法

权利要求书

1.一种基于车辆侧倾角侧翻判别方法，其特征在于，包括与下步骤：

S1：侧翻分析，在设计侧翻预警算法时，需要分析影响侧翻的因素及其门槛值。影响车辆的侧翻因素除了车辆的结构参数外，还包括车辆状态变量之间的关系；

S2：计算车辆动态侧倾角,判别函数依赖两个因素，一是判别函数的几何形式，主要形式是线性和非线性函数,二是判别函数的系数，基于线性判别函数，通过数值分析的方法计算判别函数的系数，线性判别函数的函数形式：

g(x)＝ω₀+ω₁x₁+ω₂x₂+...+ω_nx_n (1)

式(1)中x₁，x₂，…，x_n是输入模式特征向量的各个分量，ω₀，ω₁，…，ω_n组成与该类对应的权向量，它们的大小反应特征向量的各个分量在确定该类判别函数值的重要程度，综合考虑车辆悬架的组合角和轮胎的垂向刚度，建立车辆稳态转向行驶时车辆的动态模型，确定转向工况下车辆侧倾角和侧向加速度的关系，从而得出判别函数；

假设轮胎垂向刚度假定为线性的，轮距和侧倾中心选在簧载质量质心所处的垂直平面内，整车质心在簧载质心与非簧载质心的连接线上，对低侧轮胎接地点A取矩，则车辆处于侧翻临界状态时数学模型为：

其中：G_s为簧载质量；G_u为非簧载质量；G_a为整车质量；a_y为车辆稳态转向行驶时所受侧向加速度，由于簧载质量侧倾角以及非簧载质量侧倾角β很小，所以tanβ＝β＝2δ/B，令A＝2δ/B，tan(α+β)＝α+β，其中δ为轮胎变形量，B为轮距，则有：

S₁＝R'·tanβ＝R'·A (3)

S₂＝(h_R-R')·tanβ＝(h_R-R')·A (4)

其中为侧倾中心高度；为非簧载质量质心的高度，

其中hs为簧载质量质心高度，h_s＝(G_ah_g-G_uR')/(G_a-G_u)；h为簧载质量至侧倾中心的等效高度，h＝h_s-h_R，

忽略侧向加速度对侧倾中心的影响，对侧倾中心O点取矩，则有：

为簧载质量的侧倾角，

将式(2)～(6)代入式(1)，得：

方程两边同时除以cosα，且令tanα＝x，则有：

经整理可得：

k₄x⁴+k₃x³+k₂x²+k₁x+k₀＝0 (10)

式中：

k₁＝2(f₀f₁-g₀g₁) (12)

k₃＝2f₀f₁-2g₁g₂ (14)

用牛顿迭代法求方程式(10)的根x^[10]则α＝arctanx；

S3：将车辆的结构参数代入式(9)和式(12)中，实时监测侧向加速度值，尤其在转向过程中会受到很大侧向加速度影响；

S4：为研究侧向加速度对侧倾角的影响，对侧向加速度采样，车辆其他参数保持不变，计算侧倾角值：

将车辆的侧倾角和侧向加速度两种样本进行最小二乘拟合，得出线性判别函数的权系数,

W＝(ω₂,ω₁),ω₀

令x＝(α,a_y)

则g(x)＝ω₀+ω₁x₁+ω₂x₂+...+ω_nx_n≥0，即发出预警信号，提示驾驶员车辆即将发生侧翻危险。